页面置换算法模拟 实验报告

1、中北大学软件学院实 验 报 告 专 业 软件工程 课程名称 计算机操作系统 学 号 姓 名 辅导教师 张 静 成绩 实验日期2015.11.20实验时间1实验名称 ：实验四 页面置换算法模拟2、实验目的（1）了解内存分页管理策略（2）掌握调页策略（3）掌握一般常用的调度算法（4）学会各种存储分配算法的实现方法。（5）了解页面大小和内存实际容量对命中率的影响。3、实验要求编程实现页面置换算法，最少实现两种算法，比较算法的优劣，并将调试结果显示在计算机屏幕上，并检测机算和笔算的一致性。（1）采用页式分配存储方案，通过分别计算不同算法的命中率来比较算法的优劣，同时也考虑页面大小及内存实际容量对命中率

2、的影响；（2）实现OPT 算法 (最优置换算法)、LRU 算法 (Least Recently)、 FIFO 算法 (First IN First Out)的模拟；（3）使用某种编程语言模拟页面置换算法。4、实验算法描述（1）FIFO（先进先出）开始页面走向存入数组p中，内存块用page表示初始化为0 当前p中第i个元素是否已在内存中 i+ Y Page是否有空 N N把pi的内容直接装入最上面一个空内存块，i+把page中最先装入的页面置换出去.i+ Y 输出当前内存块状态 结束图4-1FIFO算法流程图 开始（2） LRU（最近最久未使用）页面走向存入数组p中，内存块用page表示初始化为

3、0当前p中第i个元素是否已在内存i+ Y NPage是否有空 Y N把pi的内容直接装入最上面一个空内存块，i+把page中最近最久未使用的页面置换出去.i+输出当前内存块状态 结束图4-2 LRU算法流程图（3）OPT（最佳置换算法） 开始页面走向存入数组p中，内存块用page表示初始化为0当前p中第i个元素是否已在内存i+ YPage是否有空 N Y N把pi的内容直接装入最上面一个空内存块，i+把page中以后一段时间都不使用或是使用时间离现在最远的换出.i+输出当前内存块状态 结束图4-3 OPT 流程图6、实验代码#include using namespace std;#defin

4、e Bsize 3#define Psize 20struct pageInforint content; /页面号int timer; /被访问标记;class PRApublic: PRA(void);int findSpace(void); /查找是否有空闲内存int findExist(int curpage); /查找内存中是否有该页面int findReplace(void); /查找应予置换的页面void display(void); /显示void FIFO(void);/FIFO算法void LRU(void);/LRU算法void Optimal(void);/OPTIMA

5、L算法void BlockClear(void);/BLOCK恢复pageInfor * block;/物理块pageInfor * page;/页面号串private:;PRA:PRA(void)int QString20=7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1; block = new pageInforBsize;for(int i=0; iBsize; i+)blocki.content = -1;blocki.timer = 0;page = new pageInforPsize;for(i=0; iPsize; i+)pagei.conten

6、t = QStringi;pagei.timer = 0;int PRA:findSpace(void)for(int i=0; iBsize; i+)if(blocki.content = -1)return i;/找到空闲内存，返回BLOCK中位置return -1;int PRA:findExist(int curpage)for(int i=0; iBsize; i+)if(blocki.content = pagecurpage.content)return i;/找到内存中有该页面，返回BLOCK中位置return -1;int PRA:findReplace(void)int p

7、os = 0;for(int i=0; i= blockpos.timer)pos = i;/找到应予置换页面，返回BLOCK中位置return pos;void PRA:display(void)for(int i=0; iBsize; i+)if(blocki.content != -1)coutblocki.content ;coutendl;void PRA:Optimal(void)int exist,space,position ;for(int i=0; iPsize; i+) exist = findExist(i);if(exist != -1) cout不缺页endl; e

8、lse space = findSpace();if(space != -1)blockspace = pagei; display();elsefor(int k=0; kBsize; k+)for(int j=i; jPsize; j+)if(blockk.content != pagej.content) blockk.timer = 1000; /将来不会用，设置TIMER为一个很大数elseblockk.timer = j;break;position = findReplace(); blockposition = pagei; display();void PRA:LRU(voi

9、d)int exist,space,position ;for(int i = 0; i Psize; i+)exist = findExist(i);if(exist != -1)cout不缺页endl;blockexist.timer = -1;/恢复存在的并刚访问过的BLOCK中页面TIMER为-1else space = findSpace();if(space != -1)blockspace = pagei; display();elseposition = findReplace();blockposition = pagei; display();for(int j=0; jB

10、size; j+)blockj.timer+;void PRA:FIFO(void)int exist,space,position ;for(int i=0; iPsize; i+)exist = findExist(i);if(exist != -1)cout不缺页endl;else space = findSpace();if(space != -1)blockspace = pagei; display();elseposition = findReplace();blockposition = pagei; display();for(int j=0; jBsize; j+)bloc

11、kj.timer+;/BLOCK中所有页面TIMER+void PRA:BlockClear(void)for(int i=0; iBsize; i+)blocki.content = -1;blocki.timer = 0;void main(void)cout页 面 置 换 算 法:endl;cout页面号引用串:7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1endl;cout选择应用LRU算法endl;cout选择应用FIFO算法endl;cout选择应用Optimal算法endl;cout选择退出select;switch(select)case 0:b

12、reak;case 1:coutLRU算法结果如下:endl;test.LRU();test.BlockClear();cout-endl;break;case 2:coutFIFO算法结果如下:endl;test.FIFO();test.BlockClear();cout-endl;break;case 3: coutOptimal算法结果如下:endl;test.Optimal();test.BlockClear();cout-endl;break;default:cout请输入正确功能号endl;break;6、实验结果7、实验心得加深了对操作系统的认识,了解了操作系统中各种资源分配算法的实现,特别是对虚拟存储,页面置换有了深入的了解,并能够用高级语言进行模拟演示。在这短短的两周时间里，通